超声波清洁是将超声波的振荡能量传到达清洁液中，运用两者的归纳作用，来铲除被清洁件上的尘垢。
超声波清洁在工业上运用对比广泛，shou要用于对零、部件清洁请求对比严厉的场合，如零件在精加工进程中的清洁、安装前的清洁、几许形状杂乱(多孔、深孔、弯孔、盲孔、微孔)的孔类零件的清洁，以及尘垢粘附较牢的中小型零件的清洁。
超声波清洁除了能铲除零、部件外表的油污外，关于零件外表残留的研磨膏、抛光膏等膏状尘垢也有杰出的清洁作用。此外，还可用来铲除零件外表轻度的锈蚀层或氧化层。超声波清洁关于铲除积碳作用极好(需选用专门制造的清洁液)，并已有较老练的运用经验。 在内燃机车制造及修补有些，已将超声波清洁运用于一些中、小型零件和精细偶件的清洁，如缸盖、滚动轴承、齿轮、阀类零件、泵类零件、各种滤清元件、短轴、高压油泵柱塞副、喷油器针阀副、高压油泵出油阀副等的清洁。 在G外，已选用大功率的超声波清洁设备，来清洁柴油机机体及机车上的大型零、部件。中G有的柴油机修补工厂也开始选用大功率的超声波清洁机来清洁待修补的柴油机机体(缸径为150～230毫米)，并获得了抱负的清洁作用。
选用超声波清洁，技术简略，操作简洁，劳动强度低，清洁质量好，清洁功率高，并且易于完成零、部件清洁自动化，因而是一种很有发展前途的清洁办法。 一、超声波清洁原理
超声波在本质上和声波是一样的，都是机械振荡在弹性介质中的传达进程，超声波和声波的差异仅在于频率规模的不一样。 声波是指人耳能听到的声响，通常以为声波的频率在20～20000赫规模内，而振荡频率超越20千赫以上的声波则称为超声波。超声波中振荡频率在100千赫以下的称为低频超声波；振荡频率在100千赫以上到数十兆赫的称为高频超声波。用于清洁的超声波所选用的频率为20～400千赫，归于低频及高频超声波的规模。
超声波清洁时，在超声波的作用下，机械振荡传到清洁槽内的清洁液中，使清洁液体内替换出现疏密相间的振荡，液体不断遭到拉伸和紧缩。疏的当地遭到拉伸，构成微气泡(空穴)；密的当地遭到紧缩。由于清洁液内部受超声波的振荡而频频地拉伸和紧缩，其成果使微气泡不断地发作和不断地决裂。微气泡决裂时，周围的清洁液以无穷的速度从各个方向伸向气泡的基地，发作水击。这种景象能够经过肉眼直接观察到，即在清洁液中能够看到有剧烈活动的气泡，并且清洁液上下对流。此刻若将手指浸入清洁液中，则有激烈针刺的感受。上述这种景象称为超声空化作用。
在超声空化作用必定时刻后，被清洁件上的尘垢逐步坠落(当然也有清洁液自身的作用在内)，这即是超声波清洁的基本原理。 较长时刻的超声空化作用，会使被清洁件外表的基体金属有必定程度的掉落，这称为空化的浸蚀作用。
超声冲击波能在液体中发作微冲流，具有拌和作用。在不相溶的两相液体中，微冲流能促进两液相面加快彼此涣散，具有乳化作用。
超声空化的发作是依附于空化核进行的，而被清洁件外表的缝隙正好是空化核的基地。 总之，超声波清洁是超声空化作用、浸蚀作用、拌和作用、乳化作用及空化核作用的归纳表现。其间空化作用在超声波清洁中是起shou要作用的，它能损坏尘垢微粒在被清洁件外表的粘附状况。再加上微冲流的作用，使清洁液发作振荡和拌和，将尘垢从被清洁件外表铲除洁净。而乳化作用则使清洁下来的油污很快地涣散、乳化在清洁液中。 应当指出，超声波清洁进程中，除了超声波的上述作用外，还有所选用的清洁液的滋润、渗透、乳化、涣散及溶解等作用，其成果必然大大加快清洁进程，进步清洁作用。 二、超声波清洁设备
超声波清洁设备shou要由超声波发作器及清洁槽两大有些构成。在被清洁件批量较大的情况下，还附有清洁液循环设备；有时为了完成清洁进程自动化，还附有被清洁件传送设备。 通常情况下，超声波发作器和清洁槽是两个构造上彼此独立的设备，它们之间仅用一根电缆线衔接起来，以传送电功率。但也有的超声波清洁设备是将发作器与清洁槽组合为一体的。
超声波发作器是发作超声频电信号的功率源。常用的超声波发作器从构造上分为:电子管式、晶体管式、可控硅管式和高频电机式四种。其间可控硅管式超声波发作器体积小、功率高、操作简洁。CFS-3型超声波发作器就归于这种类型。 超声波发作器的外部构造为一箱体，内装有各种电气元件。为了确保这些电气元件的正常作业，在功率较大的超声波发作器内还装有冷却电扇。发作器外部设有操控台，操控台上设有电源开关、高压开关、功率调理旋钮、频率调理旋钮以及显现阴极电流和屏极电压的电流、电压表。可控硅管式超声波发作器无频率调理旋钮。 超声波清洁槽由不锈钢槽体、换能器及支架等构成。 换能器是超声波清洁设备中的shou要部件，换能器的功用是将超声波发作器运送过来的电功率变换成超声波的机械振荡，然后经过不锈钢槽体的辐射，来促进清洁液也发作超声波的机械振荡。 #p#分页标题#e#
常用的换能器有磁致弹性型及压电型两种。磁致弹性型换能器用铁、镍、钻等铁磁性资料或其合金制成，运用其磁致弹性效应在高频电流所构成的磁场中发作超声波的机械振荡。压电型换能器是用压电晶体资料(如锆钦酸铅、钛酸钡等)制成，运用其压电效应，将电能变换为超声波的机械振荡。
磁致弹性型换能器激起的超声机械振荡属低频(频率为20～60千赫)，适用于较大型零、部件的超声波清洁。压电型换能器激起的超声机械振荡属高频(频率为100千赫～1兆赫)，适用于小型零件及形状杂乱零件的清洁。 为了获得较高的变换功率，换能器应尽也许地作业在其固有频率上。由于只有当外加电压的频率与换能器的固有频率持平或附近时，就会发作共振景象，此刻输出的超声波有**大的振幅值，方能得到**大的输出功率。
压电型换能器的换能功率要较磁致弹性型换能器为高，并且构造简略，超声波散布均匀，因而被广泛选用。从构造上看，压电型换能器是在两种不一样密度的资料——铁块和铝块——之间放置二片锆钛酸铅压电晶体，然后用螺栓将其夹紧衔接而成。 通常情况下，在一个清洁槽上通常均匀散布地粘结有若干个换能器，其数量视超声波发作器的输出功率巨细而定。同一组各个换能器的阻抗应持平或附近，以便使各个换能器上载荷均衡。一起还请求各个换能器的作业频率共同(频率差应在士0.1%规模内)，这么方能使各个换能器均有较高的变换功率。为此，同一台设备的换能器有必要按阻抗及作业频率进行选配，选配好的换能器用E-1胶粘结在清洁槽体槽外底部。换能器与清洁槽体的粘结技术及E-1胶的配方附于本节末。
为了能满意超声波清洁大型零件的需求，还有一种能够浸没在清洁液中作业的所谓浸没式换能器。浸没式换能器外面有密封的壳体，运用时，能够根据大型工件的形状，将换能器自在放置于清洁槽内，以到达用较小功率的换能器，来清洁较大工件的意图。
清洁槽体用不锈钢板焊制而成，具有耐腐蚀、耐疲劳、声导功能好、强度高、重量轻等特色。槽体选用不锈钢资料是由于清洁槽内也许运用各种酸、碱清洁液，并且超声波的能量在超声空化区域内非常会集，对槽体资料的强度请求较高。中、小型清洁槽的槽壁厚度通常为1～2毫米，大型清洁槽的槽壁厚度则为3～4毫米。清洁槽底请求光整滑润，经过槽底进出管道的衔接要紧固，避免漏泄和清洁时发作振荡噪音。 通常场合下，一台超声波发作器装备一台清洁槽，可是一台大功率的超声波发作器也能够一起装备几台功率较小的清洁槽，只需它们之间功率能匹配持平即可。 在清洁大型零件或运用大型清洁槽时，除了选用大功率的超声波发作器外，还常常将几台中小功率的超声波发作器组合运用。如用三台功率各为2千瓦的超声波发作器组合起来清洁磨床的花键轴即为一例。
为了使超声波清洁设备的作业状况**好，其发作器的输出阻抗与换能器的总的动态阻抗应相共同，发作器与换能器的作业频率也应相共同。这么，在额外工况下，超声波发作器经过换能器变换出来的声功率**大。
三、超声波清洁技术剖析
超声波的清洁作用取决于超声波清洁技术的准确选用。为此，对一些技术参数(如超声波频率、超声波功率密度、超声波清洁时刻)、被清洁件的放置、对清洁液的请求及其配方等作一扼要剖析。 (一)超声波频率 在超声波清洁中，shou先要准确选用超声波的频率。超声波频率是起决定性作用的技术参数，由于它对空化作用有直接的影响。超声波频率越低，超声空化作用越强，清洁作用也对比抱负，但噪音较大。故通常选用的超声波频率为20千赫摆布，此刻的空化作用强，清洁作用也对比好。
关于外表光洁度较高的零件以及具有较小直径的孔类零件，宜选用波长较短、能量较会集的高频超声波清洁。但高频的超声振荡在清洁液中衰减较大、作用间隔较短、空化强度较弱，因而清洁功率也较低。此外，还由于高频超声波的方向性所发作的“暗影”，会形成被清洁件的某些部位清洁不到的景象。
在运用无频率盯梢的超声波清洁机时，需常常调理超声波发作器的“频率调理”旋钮，以便使其输出信号的频率与换能器的固有频率始终保持共同，然后到达空化作用**强、清洁作用**好的意图。
(二)超声波功率密度 超声波清洁中，清洁作用是跟着超声波功率密度添加而进步的。但过高的功率密度会由于空化作用过份激烈而致使被清洁件外表的浸蚀(即所谓空化腐蚀)，然后使被清洁件外表遭到损伤。这种景象特别对工件上的各种镀层以及铝合金件更为杰出。为此，关于油污程度严峻、形状杂乱、有深孔和盲孔的被清洁件，以及在清洁槽较深、清洁液粘度较大时，可选用较大的功率密度。高频超声波清洁时，功率密度也能够选大一些，以抵消其衰减大、作用间隔短的缺点。若在粘度较小的清洁液中进行漂洗时，则超声波功率密度能够选小一些。 (三)清洁时刻 #p#分页标题#e#
超声波清洁的作用和质量与超声波清洁的时刻有关。清洁时刻太短会达不到清洁的质量请求；但清洁时刻过长，不只下降工效，并且由于超声波对被清洁件外表的空化腐蚀作用而影响了零件的外表质量。
油污程度严峻、形状杂乱的零件清洁时刻宜略长一些；具有各种镀层的零件、铝及铝合金件的清洁时刻应短些；外表光洁度较高的零件，通常情况下油污会相对少一些，此刻清洁时刻也不宜过长。
关于不一样件的详细清洁时刻应经过试洗断定之。 (四)被清洁件的放置及清洁办法常用的超声波清洁办法是将被清洁件放在清洁槽内清洁液中进行清洁，这shou要适用于通常中、小型零件。关于外形尺寸较大的大型零件，可选用局部清洁办法。即将被清洁件有些浸入清洁液中进行清洁，待清洁结束后再将没有清洁的部位浸入清洁液中持续清洁，顺次直**彻底洗遍。关于能在清洁槽中放下的大型零件(如曲轴)，则可选用浸没式换能器进行超声波清洁。
关于油污程度严峻的零件，可先加热浸洗或冲刷，然后再选用超声波清洁。这么能够进步清洁功率和下降清洁本钱。
关于几许形状对比杂乱(如有巨细不等的孔穴、凹角等)的零件，则可选用多种频率的超声波清洁，即分别在几种不一样的超声波频率下进行清洁。
关于请求严厉的工件，可选用几种不一样配方的清洁液，分槽顺次进行超声波清洁。若运用水溶性清洁液(如碱性清洁液和金属清洁剂清洁液)进行清洁，则**终运用热水对工件进行漂洗。
在同一清洁槽内，超声波的空化强度并不是均匀持平的。就清洁槽的垂直方向而言，分为空化激烈区和不激烈区。空化激烈区与不激烈区相间，超声波清洁时，应将被清洁件置于空化激烈区内，以便获得较好的清洁作用。若工件较大，则可在清洁时使工件作缓慢的移动。空化激烈区内，越挨近超声源，空化强度越高。为此，超声波清洁时，应使被清洁件尽也许地挨近超声源。若被清洁件离开超声源太远，则超声波的有些能量将被清洁液所吸收。 关于那些精度较高的零件，在超声波清洁进程中，为了使它们互相不**彼此碰击而损坏工件的外表精度，应制备一些形状简略的挂具放在清洁槽内，以吊挂各种被清洁件。这么做还可避免工件直接压放在清洁槽底的辐射面上。
关于小型零件，超声波清洁时，应将它们会集于清洁筐内，然后放入清洁槽中。清洁筐的网眼应尽也许大些(以零件不**于坠落为限)，由于清洁筐的网眼越小，超声波能量的衰减越大。
超声波清洁进程中，能够将吊挂的被清洁件在清洁槽内来回移动，这么能够使工件能常常经过空化区域，一起也加强了清洁液的搅动，有利于进步清洁功率。 被清洁件在清洁槽内的安放方位应尽也许地挨近槽底辐射面，但jue不能直接搁放在槽底辐射面上。这是由于清洁槽底的超声波辐射面受压今后，不光会直接影响超声波的机械振荡，下降清洁作用；并且由于换能器是一直处于作业状况下，而超声波能量却发出不出去，**终会致使换能器从清洁槽底部坠落和换能器中的压电晶体资料的破损。 在清洁槽内放置工件时，应将被清洁件的重点清洁部位对准超声源。一起还应思考到清洁时要使被铲除下来的尘垢能顺利地从被清洁件内排出，如清洁喷油器时，应将喷油器的喷油孔一端朝上，大孔朝下。
关于被清洁件上的盲孔的清洁，应先在盲孔内注满清洁液，然后将盲孔朝下对准超声源。在清洁进程中，有必要使盲孔内的清洁液始终保持充溢状况，这么方能获得清洁作用。 应当指出，有一些零件在清洁前应先进行退磁处理，不然清洁件内残存的铁屑不易在清洁中铲除洁净。
(五)对清洁液的请求
由于超声波清洁的特色，关于所选用的清洁液应有如下请求:
1.对油污、油脂、尘土及膏状粘附物有杰出的溶解能力，清洁作用要好。
2.要有必定的外表张力、恰当的密度和粘度，以有利于空化作用的发作。外表张力大，空化强度强；清洁液粘度小，简单发作空化。 3.超声波在清洁液中能量衰减要小。 4.对精细件的清洁有缓蚀作用。 5.运用安全，公害要小。常用于超声波清洁的清洁液有:碱性清洁液、金属清洁剂清洁液、混合烃类有机溶剂(汽油、煤油、柴油等)、卤代烃类有机溶剂(三氯乙烯等)和芳香烃类有机溶剂(如酒精)。但其间混合烃类有机溶剂由于其外表张力较低，因而超声空化作用较差。而卤代烃类有机溶剂则由于其发作振荡的程度高，溶解油污的能力强等特色，因而对比适用于超声波清洁。 (六)清洁液的作业温度、加热和过滤 超声波清洁时，清洁液的温度关于超声空化作用有必定的影响。恰当进步清洁液的作业温度有利于空化作用。关于不一样的清洁液均有不一样的**好空化温度。 #p#分页标题#e#
通常有利于空化的温度为:
水 43～65℃ 三氯乙烯 32～48℃ 混合烃类有机溶剂 20～35℃ 金属清洁剂清洁液 20～35℃
可是清洁作用并不是彻底取决于**好空化时的温度，它还取决于所选用的清洁液在必定温度时所具有的**好清洁功能。若只从后者动身思考，则清洁液温 高(当然也有必定的极限)，清洁作用越好。 为此，有必要对上述两方面的要素加以归纳思考，一起还要确保换能器与清洁槽底的粘结强度，故清洁液的作业温度不宜过高。如在超声波清洁时，选用金属清洁液其作业温度可在45℃摆布，而三氯乙烯的作业温度可在40℃摆布。 超声波清洁时，清洁液的清洁功能有如下特色:
1.低浓度(有必定极限)的清洁液比高浓度的清洁液的清洁能力强。
2.低温文中温的清洁液比高温的清洁液的清洁能力强。
3.关于各种类型的尘垢，弱碱性的清洁液比不选用超声波清洁的强碱性清 洗液的清洁作用要好。
关于水溶性清洁液可选用蒸汽加热或用管状加热器加热(即电阻丝加热)；关于各类有机溶剂只能选用管状加热器对其加热。
清洁液的加热应在清洁槽外进行。由于在槽内加热，会使热源直接加热换能器与清洁槽底的粘结部位，然后影响其结合强度。选用蒸汽直接加热清洁液，形成清洁液浓度的不稳定，因而清洁液的蒸汽加热应选用热交换的办法。 在被清洁件批量较大的情况下，清洁液对比易于污化。清洁液中尘垢成份的添加不只会下降清洁功能，还会影响超声空化作用。为此能够选用如图2-25所示的清洁液过滤净化循环设备来处理清洁液。该设备由清洁槽、清洁液滤清器、电动输液泵及加热器等构成，它能够起到清洁液的加热和滤清的两层作用。应当指出，在超声波清洁中，清洁液的循环不能太快，不然会使清洁液中因带入气体而影响空化程度。
该设备中的清洁液滤清器分为粗滤器和精滤器两有些。粗滤器内装填有羊毛毡、砂、木屑等物，精滤器可运用作废的内燃机车燃油滤清器来替代。这么的粗、精滤器制造便利，本钱较低，滤清作用也极好。若要进一步滤清清洁液中直径为0.002毫米以下的研磨砂粒时，则需求选用静电过滤等办法。选用上述清洁液加热及过滤净化循环设备，不光进步了清洁作用，还能够延伸清洁液的运用期限，下降清洁本钱。
(七)换能器与清洁槽体的粘结技术及E-1胶的配方换能器是用粘结的办法将其粘固在清洁槽体(槽外底部)上，由于换能器是处在高频振荡及较高的作业温度条件下作业，因而它很简单从槽体上坠落下来。在超声波清洁设备的维修作业中，修补及胶粘换能器占很大的比重。 关于坠落下来的换能器，应查看其无缺状况。若发现其压电晶体片有破损、紧固螺栓有裂损等，应予以替换。然后将修复或新的换能器用E-1胶粘结到清洁槽体底面。 E-1胶的配方为:
A组 6010环氧树脂………………………………100份 聚丁二烯环氧…………………………………30份 聚硫橡胶………………………………………10份 B组 4-乙基、2一乙基咪唑………………………7份 固体咪唑………………………………………3份 磷苯二甲酸聚烯脂……………………………5份 C组 石英粉(200～300目)(经高温焙烧) 运用组份:
A:B:C=3.5:0.375:0.75(重量比) 详细粘结技术如下:
粘结前，先对不锈钢槽体的粘结处外表进行喷砂处理，然后进行整形，请求粘结外表粗糙而平坦。将待粘结外表清洁洁净，并用丙酮擦净。然后将其予热**80℃，用调组好的E-1胶(约2克)放到换能器粘结面的基地，再合放到槽体的粘结部位。此刻应一面加压，一面慢慢地旋变换能器，使E-1胶从换能器基地均匀地向附近溢出，以避免粘结处有气泡存在。胶层应越薄越好。 上完E-1胶后，将清洁槽(连同粘结在上的换能器)放入烘箱，每个换能器上加压数公斤。然后将烘箱温度由室温增加到100℃(约1小时)，再保温2小时，**终待烘箱冷却到室温时即可取出。
超声波清洁时，为了确保换能器与清洁槽体之间有满足的粘结强度，清洁液的作业温度**好要操控在80℃以下。
